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Verfahren zur Herstellung von reinem absolutem Alkohol Von den zur
Zeit bekannten Verfahren zur völligen oder teilweisen Entwässerung von Alkohol haben
bisher nur diejenigen Eingang in die Technik gefunden, welche entweder die Entfernung
des Wassers durch azeotrop,e Destillation mittels einer geeigneten Hilfsflüssigkeit
bewirken oder aber ausschließlich auf der Anwendung hygroskopischer Substanzen beruhen.
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Außer den oben angedeuteten Methoden ist eine weitere Möglichkeit
zur Herstellung wasserfreien Alkohols grundsätzlich durch den zuerst von Wade Bund
M e r r i m a n festgestellten Umstand gegeben, daß der VV'asserg@ehalt des binären
@azeotropen Alkohol-Wasser-Gemisches bei 'Verminderung des Destillationsdruckes
mehr und mehr zurückgeht, so daß schließlich bei einem Druck von 70 mm Hg
überhaupt kein. binäres azeotropes Gemisch mehr besteht.
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Es hat nicht an Versuchen gefehlt, auf Grund' dieser physikalischen
Erscheinung ein für die Technik brauchbares Verfahren. zur Herstellung von absolutem
Alkohol auszubilden. Dieses Ziel wurde jedoch nicht erreicht, wofür hauptsächlich
zwei nachteilige Umstände maßgebend- waren. Erstens kann man in der Technik aus
Gründen einer wirtschaftlichen Kühlung nicht bei. einem Druck von 70 mm Hg
arbeiten, sondern muß höhere Drucke wählen. Dies bedeutet aber, daß man nicht unmittelbar
absoluten Alkohol erhalten kann und sich mit Gehalten von 98 bis 99 Gewichtsprozenten
begnügen muß. Zum anderen aber erfordert auch die Erzielung dieser Qualitäten ein
derartig hohes Maß von Rektifizierarbeit, daß ein solches Verfahren als unwirtschaftlich
abzulehnen ist.
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Es wurde nun gefunden, daß die zuletzt erwähnten. Übelstände vollständig
vermieden werden, wein man die entwässernde Wirkung der Vakuumdestillation durch
die Gegenwart einer geeigneten hygroskopischen Hilfsflüssigkeit unterstützt. Eine
solche Flüssigkeit darf chemisch auf Alkohol und dessen Begleitstoffe nicht*einwirken,
muß bei den in Frage kommenden Temperaturen praktisch unverdampfbar und unzersetzlich
sein und ferner die Fähigkeit besitzen, auch bei Destillationsdrucken unter aoo
mm Hg die Dampfspannung des Wasserdampfes im binären Alkohol-Wasser-Gemisch noch
erheblich und praktisch unbegrenzt zu vermindern.
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Als brauchbare Flüssigkeiten im Sinne dieser Bedingungen kommen nur
stark hydrophile Stoffe, namentlich mehrwertige Alkohole, wie Äthylenglykol und
Glycerin, in Betracht, von denen letzteres aus wirtschaftlichen Gründen besonders
geeignet ist.
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Es ist nun zwar bekannt, daß dieser Stoff als Entwässerungsmittel
für wasserhaltigen Alkohol Verwendung finden kann, sofern unter Atmosphärendruck
gearbeitet wird. Sämtliche bisher ausgeführten Verfahren. stehen auf dieser Grundlage.
Dagegen war es bisher nicht bekannt und erst recht nicht zu .erwarten., daß das
Glycerin seine entwässernden Eigenschaften auch bei Drucken
von
#weniger als Zoo mm Hg nicht nur beibehalten, sondern darüber hinaus in Verbindung
mit dem Vakuum sogar eine erheblich gesteigerte Wirkung zeigen würde. Während es
nach den. bisher bekannten, bei gewöhn-. lichem Druck mit Glycexin allein arbeitendez@@,
Verfahren, abgesehen von sonstigen Nach= teilen des Betriebes, nicht möglich ist,
zu Alkoholgehalten von mehr als 99 Gewichtsprozent zu gelangen, und auch die Ausbeute,
d. h. der mengenmäßige Wirkungsgrad der Entwässerung, hierbei zu wünschen übrig
läßt, gelingt @es durch Anwendung des der. Gegenstand der Erfindung. bildenden Verfahrens
mit Leichtigkeit, Alkohol von beispielsweise 8o bis 85 Gewichtsprozent auf 99,8
bis 99,9 Gewichtsprozent zu konzentrieren und diese Konzentration in einem einzigen
Arbeitsgang in einer Ausbeute von 98 % des gesamten zur Entwässerung gebrachten
Alkohols zu erhalten, während der Rest von 20/0 wieder finit dem Gehalt des Ausgangsalkohols
(8o bis 85 Gewichtsprozent) anfällt. Es muß ausdrücklich nochmals betont werden,
daß diese Zahlen auf keinen Fall durch die Wirkurig des entwässerten Glycerins allein
zu erhalten sind, sondern daß die gleichzeitige Anwendung der Vakuumdestillation
hierzu eine unerläßliche Voraussetzung ist.
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Das neue Verfahren ist auf alle wasserhaltigen Alkohole der verschiedensten
Herkunft, z. B. auf Feinsprit, Maische, Rohsprit oder Sulfitsprit, ohne Schwierigkeiten
anwendbar und gewährleistet einen sauberen, wirtschaftlichen und völlig störungsfreien
Betrieb. Eine der möglichen Ausführungsformen des Verfahrens ist z. B. die folgende:
Der zu entwässernde Alkohol, beispielsweise ein etwa o,4% Fuselöl enthaltender Rohsprit
von 85 Gewichtsprozent, gelangt aus einem Vorratsgefäß a (vgl. beiliegende Zeichnung),
durch Schwimmer und Meßglocke reguliert, nach Durchla,uferleines automatischen Zulaufneglers
und eines mit warmem Glycerin gespeisten Vorwärmers a1 auf den Einlaufboden einer
unter i 3o bis i So mm Hg Druck arbeitenden Entwässerungskolonne b, welche entweder
Kappen- oder Siebböden enthält oder als Füllkörpersäule ausgebildet ist. Die aufsteigenden
Dämpfe werden hinter dem Dephlegmator und Kühler barometrisch abgezogen und verlassen
die Vorlage c in Form fuselölfreien Alkohols von 99,8 Gewichtsprozent. Gleichzeitig
mit der Entwässerung tritt nämlich zwangsläufig auch eine Entfuselung des Alkohols
ein. Das als Hilfsflüssigkeit benutzte Glycerin läuft am Kopf der Kolonne b durch
ein Verteilungsrohr o ein, belädt sich beim Absinken mit Wasser, Fuselöl und geringen
Mengen Alkohol und sammelt sich in der Blase d an. Aus dieser wird das neben Glycerin
noch etwa ioo,/oigen Alkohol enthaltende Gemisch durch einen Ausflußregler gesteuert,
von der unter 5o mm Hg arbeitenden -Glycerinentwässerungsanlage `'angesaugt und
gelangt über einen Wärme-`tauscher e in einen mit Kammern versehenen # Verdampfer
f, in welchem es bei einer Temperatur von etwa i 5o° C von Wasser, Alkohol und Fuselöl
vollständig befreit wird. Das entwässerte Glycerin sammelt sich nach Durchgang durch
den bereits erwähnten Wärmetauscher in einem ebenfalls unter 50 mm Hg stehenden
Vorratsbehälterg an. Von hier aus wird es durch eine mit Regulierventil versehene
Zahnradpumpe lt herausbefördert, in einer Druckschauglocke gemessen, läuft sodann
zwecks Ausnutzung seiner überschüssigen Wärme durch den Alkoholvorwärmerai und tritt
schließlich mit noch etwa 4o° C am Kopf der Kolonne ein, -um seinen Kreislauf von
neuem zu beginnen. Das wässerige, fuselölhaltige Destillat gelangt aus der barometrischen
Vorlage i in einen Sammelbehälter k, aus dem es durch Speisepumpe, Meßglocke und
Vorwärmer einer besonderen kleinen Kolonne 1, die unter gewöhnlichem Druck arbeitet,
zur Entgeistung und Verstärkung auf 85 Gewichtsprozent zurückgeführt wird. Gleichzeitig
wird in dieser Kolonne der Fuselölabzug durchgeführt. Das aus einem Scheidegefäß
auslaufende Fuselbl wird für sich aufgefangen, während das alkoholhaltige Abscheiderwasser
in den Sammelbehälter k für wässerigen Alkohol zurückläuft. Das auf 85 Gewichtsprozent
oder höher verstärkte Destillat der Entgeistungskolonne wird in den Rohspriteinlaufbehältera
zurückgeführt. Für die Aufrechterhaltung des erforderlichen Destillationsdruckes
in der Alkohol- bzw. Glycerinentwässerungsapparatur sorgen zwei geeignete Regler
in und iz, die beide an eine einzige Vakuumpumpe angeschlossen sind. Für
letztere ist eine Pumpe vom Typ der Wasserringluftpumpen zu wählen, welche während
des Betriebes ständig eine gewisse kleine Menge Betriebswasser mitfördert. Es tritt
hierdurch bereits eine intensive Vorwaschung der Abluft ein, welche durch einen
angeschlossenen, mit Frischwasser gespeisten Rieselwäscher (Raschig- oder Berlturm)
vervollständigt wird. Sämtliche Waschwässer gelangen, wie aus der Zeichnung ersichtlich,
ebenfalls in das Sammelgefäß k für wässerigen Alkohol. Ausführungsbeispiel
5000 g Alkohol von 85 Gewichtsprozent, etwa o,4% Fuse1öl enthaltend,
wurden in einer Apparatur, welche der auf der beiliegenden Zeichnung dargestellten
Anlage genau nachgebildet war, entwässert. Es wurden erhalten 4130 g fuselölfreier
Alkohol von
99,8 bis 99,9 Gewichtsprozent und 8¢8 g wässeriges Destillat,
aus dem etwa. go g Alkohol von etwa 8 5 Gewichtsprozent und etwa 18 g Fuselöl gewonnen
wurden. Sieht man von den geringfügigen Destillationsverlusten ah, so beträgt der
Anteil des in hochprozentiger, fuselfreier Form erhaltenen. ,Alkohols etwa
9 8 % des gesamten Alkohols; die Menge dies in Umlauf gehaltenen Glycerins
betnüg etwa 3ooo g.